余小東 楊孟輯 于 曦 劉永紅 趙衛(wèi)東 聶莉莎

(成都大學計算機學院 四川成都 610106）

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計是計算機及其相關(guān)專業(yè)的核心課程，也是解決軟件工程領(lǐng)域中復雜工程系統(tǒng)的基礎(chǔ)課程，其主要目標是使學生掌握面向?qū)ο蟮木幊趟枷?，對培養(yǎng)學生程序設(shè)計思維和提高學生編程能力有極其重要的作用。

雖然很多高校對該課程的教學進行了改革，但是該課程的教學目前還存在一些問題[1][2]。首先，該課程的教學學時安排非常有限，很難在有限的學時里既向?qū)W生傳授全面的理論知識，又要鍛煉學生的實踐編程能力。其次，實踐教學環(huán)節(jié)中，老師很難掌握學生實踐能力的實際情況。因此，為了解決當前面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程教學過程中存在的問題，提高教學質(zhì)量，本文利用現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的優(yōu)勢，以“超星”網(wǎng)絡(luò)教學平臺和 “希冀”平臺（CourseGrading）分別作為理論和實踐環(huán)節(jié)教學的載體，積極探索該課程的混合式教學改革與實踐模式。

一、理論教學改革

（一）教學內(nèi)容

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程在計算機及其相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)方案中起到承上啟下的作用，承接先修課程C語言程序設(shè)計，同時為后續(xù)的軟件工程、Web編程、移動開發(fā)技術(shù)等課程做鋪墊。由于課程學時有限，很難在常規(guī)教學過程中涵蓋所有內(nèi)容，因此有必要對該課程的理論教學內(nèi)容進行梳理。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計這門課程不是簡單的一門程序設(shè)計語言課，而是對面向?qū)ο缶幊趟枷氲恼莆?，其主要教學目的是培養(yǎng)學生面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計思維和提高學生編程能力。為了使學生通過該課程的學習達到能采用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計思想去設(shè)計和解決綜合的實際問題的目的，將該課程的教學內(nèi)容分為必學內(nèi)容和擴展內(nèi)容，如圖1所示。必學內(nèi)容是教學大綱中要求學生必學要掌握的知識點，分為一般知識點和重難點。擴展內(nèi)容是學生自愿學習的內(nèi)容，老師將相關(guān)的學習視頻和資料整理在網(wǎng)絡(luò)教學平臺供學生學習，目的是擴充學生的知識面，為綜合項目的開發(fā)提供更全面的知識框架。

圖1 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程教學內(nèi)容安排

（二）混合式教學過程設(shè)計

本文中基于網(wǎng)絡(luò)教學平臺的混合式教學模式，以“超星”網(wǎng)絡(luò)教學平臺和“學習通”手機APP等網(wǎng)絡(luò)工具為載體，改變傳統(tǒng)課堂單一的教學模式，實現(xiàn)老師和學生角色的翻轉(zhuǎn)。在混合式教學模式中，通常將教學過程分成課前、課中和課后三個階段[3][4]，如圖2所示。課前，老師將相關(guān)的教學任務(wù)、資料等發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)平臺，并通知學生按時完成，同時對學生課前的完成情況進行監(jiān)控；學生則通過“超星”網(wǎng)絡(luò)教學平臺和“學習通”手機APP完成課程任務(wù)點的學習，對課程內(nèi)容形成初步的認識。課中，老師根據(jù)學生課前的學習情況及學生所提出的問題，對重難點內(nèi)容通過小組討論、實際案例等方式進一步加強學生對課程內(nèi)容的深入理解。課后學生可通過“超星”網(wǎng)絡(luò)教學平臺和“學習通”手機APP對所學內(nèi)容進行回顧，進一步鞏固知識點，同時可以學習課程教學內(nèi)容中的擴展內(nèi)容；老師則根據(jù)學生提出的問題，進行在線討論和在線答疑。

圖2 基于網(wǎng)絡(luò)教學平臺的混合式教學過程設(shè)計

二、實踐教學改革

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程實踐教學是該課程整個教學環(huán)節(jié)中重要的一部分，其目的是培養(yǎng)和提升學生的實際編程能力，希望學生通過實踐掌握如何使用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計思想去解決實際工程問題。傳統(tǒng)的實踐教學環(huán)節(jié)通常都是在學校固定的實驗室（機房）完成，雖然老師給學生布置了較多的實踐任務(wù)，但是由于學生眾多，老師無法對每個學生編寫的程序進行正確性驗證，實踐考核通常以紙質(zhì)實驗報告的形式呈現(xiàn)，因此很難掌握學生實踐能力的真實情況。

為了讓老師更好地掌握學生實踐環(huán)節(jié)的具體情況，同時提高學生的實踐能力，本次教學改革過程中引入“希冀” 實驗教學網(wǎng)絡(luò)平臺，制定基礎(chǔ)實驗和進階式課程設(shè)計相結(jié)合的實踐教學方案?；A(chǔ)實驗以驗證性和設(shè)計型等基礎(chǔ)編程實驗為主，逐步融入面向?qū)ο蟮奶匦裕龑W生理解并掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計編程思想。進階式實驗是在理論教學內(nèi)容完成后，采用項目式實戰(zhàn)教學，分小組完成綜合性的課程設(shè)計，學生需要以面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計模式進行項目設(shè)計、開發(fā)、測試和發(fā)布。

實踐環(huán)節(jié)過程中，學生通過“希冀”實驗教學平臺提交實驗成果，不再提交傳統(tǒng)的紙質(zhì)實驗報告，從而減輕老師對實驗報告評閱的負擔。老師直接通過平臺的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來檢查學生實驗的完成情況，因此可以把更多的精力放在實驗的設(shè)計工作上?！跋＜健睂嶒灲虒W平臺可對學生提交的實驗結(jié)果進行自動評判，學生可以根據(jù)平臺的評判結(jié)果對程序進行修改，重新提交，直至平臺評定結(jié)果完全正確。經(jīng)過這樣一個反復改進優(yōu)化的過程，可以加深學生對理論知識的理解，還能提高學生的編程實踐能力。同時，“希冀”實驗教學平臺還可以進行程序代碼查重，實現(xiàn)對學生實踐環(huán)節(jié)的監(jiān)督，防止學生直接拷貝其他學生的代碼，從而保證每個學生的實驗完成質(zhì)量。

三、課程考核方式改革

課程考核是對教學狀態(tài)和教學效果的檢驗。網(wǎng)絡(luò)平臺下的混合式教學中學生是主體，課程的考核方式應(yīng)該多元化，考核項目應(yīng)貫穿整個教學環(huán)節(jié)。本次教學改革中將課程的考核分為以下三個部分，各部分所占考核百分比根據(jù)實際情況由老師決定。

課前自主學習情況和課中分組討論情況考核：課前自主學習情況考核由“超星”網(wǎng)絡(luò)教學平臺自動統(tǒng)計評分，主要從理論知識視頻學習、章節(jié)測驗與作業(yè)、在線互動討論參與情況等幾方面進行考核；課中分組討論情況考核由老師根據(jù)學生在課中參與分組討論的積極性，討論總結(jié)發(fā)言的情況進行評分。

基礎(chǔ)實驗考核：該部分由“希冀”實驗教學平臺根據(jù)學生提交的實驗程序代碼自動完成評分。

課程設(shè)計考核：從綜合項目實戰(zhàn)開發(fā)過程、項目成果、項目答辯三個方面進行考核。項目開發(fā)過程由老師采用隨機抽查的方法進行考核；項目成果包括課程設(shè)計報告、綜合項目完整的程序代碼及項目使用說明書，項目成果的考核由老師評閱和學生小組互評的方法完成；項目答辯時小組所有成員參與答辯，由教師和若干名學生組成評分小組，最終取平均分作為項目答辯成績。

四、教學改革實踐

基于上述混合式教學改革方案，在數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程教學過程中進行實踐，該專業(yè)總共63名學生，開課學期為大二學年下學期。在課程開始前通過“超星”網(wǎng)絡(luò)教學平臺就該專業(yè)學生之前的學習課程及掌握情況進行了在線問卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示66.6%的學生認為編程很難，80%以上的學生對數(shù)據(jù)庫原理、GUI程序開發(fā)、UML建模語言都沒學習或了解過，63%的學生沒有參加過任何綜合軟件項目的開發(fā)。因此，在課程教學前，學生總體上對程序設(shè)計與開發(fā)的掌握情況較差。

在“停課不停學”期間，本課程教學通過QQ群語音或視頻、釘釘會議直播等方式完成，學生通過QQ和釘釘進行互動討論和提問。對比剛開始的幾次課，到學期結(jié)束時學生參與討論和總結(jié)發(fā)言的積極性有較大的提升。

實踐教學環(huán)節(jié)中，基礎(chǔ)實驗總共發(fā)布13個編程題目，包括編程題和程序片段題兩種題型?！跋＜健睂嶒灲虒W平臺自動評判的統(tǒng)計結(jié)果顯示，每個學生每個題目的平均提交次數(shù)為4.7次，通過多次反復改進，學生提交的實驗結(jié)果最終正確率達95.6%。這些統(tǒng)計結(jié)果表明，“希冀”實驗教學平臺的引入能有效地提高學生的編程能力，同時幫助老師掌握學生實驗完成的真實情況。

實踐教學環(huán)節(jié)中，綜合性課程設(shè)計項目開發(fā)分小組完成，每3人為一組，總共21個小組。小組成員可以選擇老師提供的參考題目或者按要求自定義題目。小組互評和項目答辯評閱結(jié)果顯示，綜合項目開發(fā)的平均成績?yōu)?6.8分（滿分100）。所有小組都采用了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法完成綜合項目的開發(fā)，其中運用到GUI編程、數(shù)據(jù)庫等擴展知識點的小組有10組，采用UML建模語言進行項目設(shè)計的有17組。從綜合項目完成的最終結(jié)果看，學生基本熟悉了軟件系統(tǒng)開發(fā)的過程，并掌握了采用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法解決實際工程問題的能力。

五、結(jié)束語

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能手機的快速發(fā)展，知識的傳播方式和學習方式都在逐漸變化。為了更好地進行本科教學，基于網(wǎng)絡(luò)教學平臺的混合式教學模式已成為一種主要趨勢。本次面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程教學改革引入了“超星”網(wǎng)絡(luò)教學平臺、“學習通”手機APP和希冀實驗平臺作為理論和實踐教學的網(wǎng)絡(luò)平臺，將混合式教學過程分為課前、課中和課后三個階段。本文提出的混合式教學改革，不僅可利用網(wǎng)絡(luò)教學平臺為學生提供豐富的理論知識，解決學時不足的問題，還能減輕老師對課程作業(yè)和實驗結(jié)果的評閱負擔，讓老師更專注于課程內(nèi)容設(shè)計的優(yōu)化，還能提高學生自主學習和參加互動討論的積極性。